Тело в поле центральной силы

Последним элементом орбиты является момент прохождения тела через перигелий. Как видим, общее число элементов равно шести, что соответствует шести постоянным интегрирования, появляющимся при интегрировании трех дифференциальных уравнений пространственного дви кения тела в поле центральной силы. Перечислим снова эти шесть элементов (вместе с некоторыми их возможными разновидностями) [c.159]

В первом приближении невозмущенное движение центра масс КА, стабилизированного вращением, в поле центральных сил может рассматриваться как движение материальной точки с массой т. При этом учитывается лишь сила тяготения, которая считается направленной точно к центру Земли (притягивающего тела). [c.51]

Бинарное столкновение может быть описано с помощью эквивалентной задачи о движении одного тела — частицы с приведенной массой т и начальной скоростью g в поле центральных сил, обладающем сферической симметрией. Уравнения для этой эквивалентной задачи о движении одного тела легко могут быть выведены из уравнений для задачи о движении двух тел простым переносом начала координат из центра масс двух сталкивающихся частиц с массами /П и mj в положение частицы с массой (или т<). Уравнения движения могут быть выведены из законов сохранения момента количества движения и энергии. Они имеют оид [c.380]

Рассмотрим теперь движение ракеты с двигательной системой ограниченной мощности в поле центральной силы, например в поле притяжения Земли. Поскольку практически достижимая величина тяги такой системы очень мала (ионные двигатели могут сообщать ракете активные ускорения, равные лишь 10" — 10" g), мы будем предполагать, что ракета стартует не с поверхности Земли, а с некоторой начальной орбиты, куда она была предварительно выведена с помощью химической ракеты или ракеты с ядерной силовой установкой, служащей для нагрева рабочего газа. Мы будем везде в дальнейшем говорить о движении ракеты в поле Земли, хотя все сказанное в равной степени относится и к движению в поле других планет. Луны или Солнца. Таким образом, будет изучаться движение ракеты в гравитационном поле одного тела, масса которого сосредоточена в его центре. Кроме того, ограничимся рассмотрением лишь движения в плоскости. [c.297]

Задача двух тел. Рассмотрим теперь задачу, которая внешне кажется отличной от рассмотренной выше задачи о движении точки в потенциальном поле центральной силы, а в действительности легко сводится к ней. [c.95]

Кинетическая энергия точки ( изгиба, кручения, сжатия, сдвига, растяжения, пластической деформации, относительного движения, твёрдого тела...). Кинетическая энергия в нормальных координатах ( в обобщённых координатах...). Энергия в конце удара. Потенциальная энергия поля силы тяжести ( поля центральных сил, пружины..,). [c.29]

Поле центральных сил. Первые интегралы уравнений движения. Формулы Бине. Задача двух тел и сведение ее к задаче о движении частицы в центрально-симметричном поле. Приведенная масса. Метод одномерного эффективного потенциала. [c.124]

Рассмотрим задачу о движении твердого тела в ньютоновском центральном поле сил в самом общем виде. [c.146]

Физическое тело в классической статистической механике обычно представляют в виде системы большого числа частиц. Взаимодействующих между собой и с пограничными телами и находящихся В поле внешних сил. Для такого тела предполагаются справедливыми классические законы механики системы материальных точек (или законы квантовой механики). Предполагается, что любая частица системы взаимодействует с границей лишь в непосредственной близости к ней. Взаимодействие между любыми двумя частицами системы не допускает их соударения, но Позволяет им как угодно удаляться. Например, потенциал и центральную силу взаимодействия двух электрически нейтральных зтомов часто представляют в виде 6—12 Леннарда—Джонса [c.6]

Рассмотрим поле центральных сил, в котором потенциальная энергия тела зависит только от расстояния до точки О (рис. 3.25). [c.113]

Поле, в котором действуют центральные силы, называется центральным силовым полем. Примером является поле тяготения, создаваемое материальной точкой или однородным шаровым телом, а также электростатическое поле, создаваемое точечным электрическим зарядом.. [c.425]

К задаче о движении тел в центральном поле тяготения относится, например, изучение движения планет солнечной системы. В этом случае Солнце и планеты можно принимать за материальные точки. Рассматривая движение какой-либо планеты, будем считать, что она движется только под действием сил тяготения к Солнцу, пренебрегая при этом влиянием других планет. Это допустимо потому, что масса Солнца почти в 750 раз превышает массу всех вместе взятых планет. Кроме того, можно также пренебречь и силой, с которой рассматриваемая планета притягивает к себе Солнце, потому что вызываемое ею ускорение Солнца мало. При этих упрощениях задача, по существу, сводится к изучению движения материальной точки (планеты) в поле тяготения, созданном другой неподвижной материальной точкой (Солнцем), т. е. к изучению движения тела, принимаемого за материальную точку в центральном силовом поле. [c.115]

Рассмотрим задачу о движении свободного твердого тела в центральном ньютоновском гравитационном поле. В соответствии с п. 108 для получения дифференциальных уравнений движения нужно знать главный вектор сил тяготения и их гравитационный момент относительно центра масс тела. [c.246]

Силы, действующие во многих физических системах, имеют одну характерную особенность — это центральные силы. Центральными силами называются такие силы, которые действуют вдоль линии, соединяющей тело, на которое действует сила, с телом, которое порождает действующую силу. Если ограничиться случаем одной частицы во внешнем поле сил, то центральным нолем сил будет такое поле, в котором сила, действующая на частицу, всегда направлена по линии, соединяющей рассматриваемую частицу и некоторую фиксированную точку, называемую центром силового поля. Если выбрать начало координат в центре поля сил, то сила F, действующая на частицу, будет иметь вид [c.14]

Общий случай движения системы. Динамическая модель одномассового ротора в поле сил тяжести представляет собой гироскоп с гибким валом и присоединенным к валу упругим элементом, причем центр масс гироскопа может лежать ниже (рис. 1) или выше (рис. 2) точки опоры [15]. Гироскоп рассматривается как тяжелое, симметричное, абсолютно твердое тело, протяженное вдоль оси и закрепленное на невесомом гибком валу. Точка опоры (подвеса) гироскопа О неподвижна, масса тела nii его полярный и центральные экваториальные моменты инерции соответственно l и Ai, расстояние OOi от точки опоры до центра инерции твердого тела I длина гибкого вала Жесткость упругого элемента, действующего на вал в точке подвеса, k [кгс-см/рад], а его восстанавливающий момент пропорционален углу между вертикалью и касательной к упругой линии вала в указанной точке Вектор момента направлен перпендикулярно к плоскости, образованной этими прямыми [c.190]

В последнем П1.3 Приложения 1 исследуется движение твердого тела в центральном поле тяготения. С целью получения уравнений движения определяются главный вектор сил тяготения и их гравитационный момент относительно центра масс тела. Для сложного вращательного движения по орбите составлена замкнутая система дифференциальных уравнений, описывающих движение твердого тела по отношению к центру масс. Анализ завершается рассмотрением важных частных решений, допускающих плоские движения твердого тела в центральном гравитационном ньютоновском поле. [c.394]

К движению частицы в заданном поле центральных внешних сил можно свести задачу двух тел (задачу о движении двух взаимодействующих точек в отсутствие внешних сил). При этом используется понятие приведенной массы [c.125]

Уравнения по форме совпадают с уравнениями движения экваториального спутника Земли (см. приложение 2) и интегрируются совершенно так же, поэтому все качественные эффекты движения центра масс рассматриваемого тела будут иметь вид, совершенно тождественный с эффектами орбиты экваториального спутника будет иной только количественная характеристика этих эффектов. Основное отличие движения экваториального спутника от движения в ньютоновском центральном поле сил сказывается в наличии векового движения перигея орбиты со скоростью [c.172]

Потенциальные задачи о движении твердого тела не исчерпываются задачей тяжелого твердого тела. В частности, большой практический интерес представляет задача о движении свободного твердого тела в центральном поле гравитационных сил. [c.389]

Обширный цикл работ Вариньона [303-308, 313] посвящен движению тела в центральном поле сил. Эти работы идейно и методически продолжили трактаты Гюйгенса Маятниковые часы (1673), О центробежной силе (1703), Начала (1687) Ньютона и работы Лейбница. [c.192]

Движение в поле силы тяготения. Вообще говоря, могут иметь место разнообразные центрально-симметричные поля по зависимости и от г. Однако наибольший практический интерес в механике представляет случай силы, управляющей движением небесных тел. Сила тяготения, приложенная к небесному телу, определяется законом всемирного тяготения [c.230]

Возникающее сомнение в принципе легко разрешается. Надо воспользоваться законом тяготения для точечных масс, а затем интегрированием по объему земного сфероида определить равнодействующую элементарных сил как суммарную силу притяжения Земли. Сложными или простыми будут такие вычисления, вопрос другой. Но принцип ясен, и обнаруживается, что для тела сферической формы, при условии сферической симметрии распределения масс по объему, действительно, сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния до центра. Но таким счастливым свойством обладает только сфероид. Если же тело имеет иную форму, то вблизи такого тела гравитационное поле, вообще говоря, не будет центральным, т. е. сила притяжения не следит за какой-то определенной точкой, и только на достаточном удалении от тела закон изменения равнодействующей силы притяжения приобретает свойства обратной квадратичной зависимости от расстояния. [c.288]

Движение в центральном поле сил тяготения. Небесные тела (звезды, планеты и их спутники) в хорошем приближении можно считать шарами, в которых масса распределена сферически симметрично, т.е. плотность р зависит только от расстояния г до центра шара р= р(г). Простейшей задачей астрономии является нахождение траекторий тела (материальной точки), движущегося в поле тяготения шарообразного небесного тела. Такая проблема возникает при изучении движения планеты в поле тяжести Солнца, спутника планеты в поле тяжести этой планеты и т.п., если пренебречь всеми прочими силами, в частности влиянием других планет. Можно показать, что шар действует на материальную точку с такой же силой, с какой на нее действовала бы материальная точка, обладающая массой шара и расположенная в его центре. Следовательно, в инерциальной СО с началом координат в центре шара массы М сила тяготения, действующая на материальную точку массы т, согласно (10.2) запишется в виде [c.33]

Равновесие твердого тела в поле центральной силы. Потенциальная энергия тела дается выражением (5.5.6) поскольку мы рассматриваем равновесие, то в этой формуле г = onst надо найти, npif каких значениях величин, опр деляюш.их ориентацию [c.268]

Интерполируя реальные законы изменения массы небесных тел простыми алгебраич. ф-циями времени ( законы Мещерского ), можно аналитически исследовать движение точки перем. массы в поле центральной СИЛЫ. Мещерскому принадлежит постановка обратных [c.129]

Поле центральных сил. Всякое силовое поле вызыва ется действием определенных тел. Сила, действующая и. частицу М в таком поле, обусловлена взaимoдeй твиe этой частицы с данными телами. Силы, зависящие только от расстояния между взаимодействующими частицами i направленные по прямой, проходящей через эти частицы называют центральными. Примером последних яв ляются силы гравитационные, кулоновские и упругие. [c.90]

Введем понятие о сфере действия планеты. Пусть имеется центральное тело, обладающее большой массой, например Солнце, и вращающееся вокруг него тело меньшей массы, например Земля. Предположим, что в поле тяготения этих тел находится третье тело, масса которого столь мала, что практпческп не влияет на движение первых двух тел. Движение этого тела, например ракеты, можно рассматривать как в системе отсчета, связанной с Солнцем, — гелиоцентрической системе, так и в системе отсчета, связанной с Землей, но не участвующей в ее суточном вращении, — геоцентрической системе. Тогда сферой действия Земли по отношению к Солнцу называют область вокруг Земли, в которой отношение силы /с, с которой Солнце возмущает геоцентрическое движение ракеты, к силе Яз притяжения ее к Земле меньше, чем отношение силы / з, с которой Земля [c.118]

Приведение задачи о рассеянии к лабораторной системе координат. В предыдущем параграфе мы рассматривали рассеяние частиц в поле неподвижного заряда, т. е. изучали движение одной точки. На практике, однако, в этом процессе всегда участвуют два взаимодействуюш,их тела, например в опыте Резерфорда мы имеем а-частицу и атомное ядро. При. этом вторая частица не является неподвижной, а перемещается в результате взаимодействия с первой. Но мы знаем, что задачу о движении двух тел, находящихся под действием центральной силы взаимного притяжения или отталкивания, можно свести к задаче о движении одного тела. Поэтому может показаться, что единственная поправка, которую нам надлежит сделать, состоит в замене массы т на приведенную массу ц. Однако в действительности вопрос этот не так прост. Дело в том, что измеряемый в лабораторных условиях угол рассеяния (мы обозначим его через ) есть угол между конечным и начальным направлениями движения частицы ). В то же время угол 0, вычисляемый по формулам соответствующей задачи для одного тела, есть угол между конечным и начальным направлением [c.101]

Если тело, движущееся в ньютоновском центральном поле сил, не является материальной точкой, а является твердым телом конечного размера, то его поступательное и вращательное движение, строго говоря, взаимосвязаны центр масс тела движется не по кеплеровой траектории. [c.145]

П о ж а р и ц к и й Г. К., Об устойчивости перманентных вращений твердого тела с закрепленной точкой, находящегося в ньютоновском центральном поле сил. Прикладная математика и механика, 1959, т. ХХП1, вып. 4, 722—793. [c.414]

Из классических работ по небесной механике известно, что при движении твердого тела по круговой орбите существуют устойчивые положения относительного равновесия. Эти положения устойчивого равновесия соответствуют некоторым относительным ориентациям твердого тела (например, искусственного спутника), когда его главные центральные оси инерции совпадают с осями орбитальной системы координат (радиус-вектор центра масс, трансверсаль и бинормаль к орбите). Если искусственньш спутник Земли сориентировать около положения устойчивого (относительного) равновесия, то это положение может сохраняться сколь угодно долго. Моменты от центрального поля гравитационных сил будут в этом случае стабилизирующими моментами, и мы приходим к идее ориентации спутника без расходования энергии и рабочего тела. Для эллиптических орбит с малыми эксцентриситетами относительное устойчийое равновесие тела почти всегда переходит в устойчивое колебательное движение с малой амплитудой и периодом, равным периоду обращения по орбите. Эти колебания можно рассматривать как погрешности ориентации, которые могут быть рассчитаны и учтены. Это представляет весьма важную задачу современной механики (18. [c.12]

В данной работе рассматривается задача стабилизации положения равновесия орбитальной тросовой системы (ОТС) при помощи одностепенных гироскопических стабилизаторов — статически и динамически уравновешенных симметричных маховиков. ОТС состоит из тела-носителя с маховиками и присоединенного к нему на длинном весомом тросе зонда-спутника. Зонд-спутник считается материальной точкой, трос — гибкой нитью, не испытывающей сопротивления на изгиб и кручение. Предполагается, что центр масс тела-носителя с маховиками (первый случай) и орбитальной тросовой системы (второй случай) совершает движение по известной кеплеровской круговой орбите в ньютоновском центральном поле сил. Найдены частные решения нелинейных дифференциальных уравнений с обыкновенными и частными производными, соответствующие положениям равновесия ОТС в орбитальной системе координат. Главные центральные оси ОТС коллинеарны осям орбитальной системы координат. Трос с зондом расположен вдоль радиуса орбиты и направлен в сторону притягивающего центра (первый и второй случаи). Трос с зондом расположен вдоль радиуса орбиты и направлен в сторону противоположную от притягивающего центра (первый и второй случаи). [c.403]

Поль Серре [1] отмечал, что кеплерово чудо , то есть тот факт, что орбиты — это кривые второго порядка, сохраняется, если заменить евклидову плоскость на сферу, а уравнение (1.1) — на его естественный аналог. Позднее было подтверждено, что и гиперболическая плоскость также обладает этим свойством. Аппель [2] настаивал на той роли, которую играет центральная проекция, и его замечания станут исходной точкой для нашего представлени. Козлов [1] и Гарин настаивают на гармоничности потенциала, при размерности 3, как на свойстве, общем для положительной, отрицательной или нулевой кривизны, и на тех сложностях, которые возникают при переходе к истинной задаче двух тел (1.5), в противоположность задаче о центральной силе. [c.26]

Рассмотренная модель движения КА в центральном поле притяжения является одной из наиболее простых и хорошо изученных в механике космического полета. Эта модель во многих случаях описывает основные закономерности движения и позволяет установить ряд качественных характеристик движения. Вместе с тем в некоторых случаях помимо силы притяжения центрального тела приходится учитывать и другие силы, действуюш ие на КА. Например, силу притяжения второго небесного тела или нескольких тел, силы, обусловленные нецентральностью поля притяжения аэродинамические силы при движении в атмосфере, силу светового солнечного давления, наконец, силу, которая порождается магнитным полем центрального тела, и др. Все силы, кроме силы притяжения центрального тела, принято называть возмущающими а движение под дополнительным воздействием этих сил — возмущенным движением. Дифференциальные равнения возмуш енного движения КА можно решать методом численного интегрирования. Такой метод особенно эффективен для конкретных расчетов, а не обш их исследований. Он требует затрат машинного времени и не всегда позволяет выявить обилие закономерности. Поэтому при анализе возмущенного движения часто пользуются приближенными методами, позволяюш ими найти решение в обыщем виде и исследовать его. Во многих задачах оказывается эффективным комбинировать аналитические методы с численными расчетами. [c.334]

На тело массы М в условиях свободного полета действует только центральная сила тяготения МК1г , где К — знакомая нам постоянная поля тяготения (6.20), в которой индекс [c.317]

Соотношение (2.13) это интеграл -живых сил или интеграл ЭНЕРГИИ. Вдоль орбиты сумме кинетической и потенциальной энергии ори движении тела в центральном поле остается величиной постоянной. Действительно, считая КА материальной точкой с единичной массой, сщ>аведливо следующее первый член выражения (2.13) — кинетическая энергия, а второй член — потенциальная. Как известно, потенциальная энергия равна произведению веса тела на высоту. Для единичной массы, удаленной от начала координат на величину г, потенциальная энергия равна gr. Так как ускорение силы притяжения g = ц/г (для сферической модели Земли), то после подстановки значения g получаем ц/г. [c.58]

Силы инерции направлены от мгновенной оси вращения тела к его периферии. Эти снлы принято называть центробежными. Совместное действие центробежных iu ннерцин вызывает деформации растяжения тела. На рис. П2.4 показаны эпюры центробежных сил инерции в плоскости, перпемднкулярноп вектору угловой скорости. В данном случае поле удельны.х снл инерции неоднородно н является центральным полем. Эпюры тангенциальных сил инерции показаны на рис. П2.5 в плоскости, перпендикулярной вектору углового ускорения. Эти снлы приводят к деформациям скручивания тела. Поле данных сил инерции также неоднородно. [c.542]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...